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本论文是以柔性超薄纸电池为研究目的,分别对锌电极、MnO2电极以及整个电池的各项性能进行了系统研究。通过测量了不同工艺参数下所制的各个电极的电化学性能,并对试验结果进行对比分析,选择最优异的工艺参数作为制作全电池的工艺参数,进而研究了全电池的电化学性能。
对于锌电极的研究,主要通过改变沉积电流,沉积溶液浓度以及电化学测量中电解液浓度,来研究对开路电位、循环伏安、计时电位、塔菲曲线等电化学性能的影响。通过对比数据得到结论:在沉积电流为80mA下,锌电极电化学性能相对优越;在沉积溶液的浓度为150g/L时,得到锌电极电化学性能最优越;在电解液为9mol/LKOt{的浓度下,所得的样品综合性能最好。
对于正电极,则是通过向二氧化锰中掺杂不同的导电物质、导电粘结剂等方式制备成电池正极,并通过改变他们之间的配比,来测量对开路电位、循环伏安、计时电位等电化学性能的影响。通过分析实验结果,确定最优的设计方案,以提高电池的使用效率。得到的结论是:当二氧化锰、1#导电物质与1#导电胶按特定配比时,电化学性能最优越。当掺杂1#导电物质时,二氧化锰电极的开路电位最高,掺杂2#导电物质时循环伏安对称性最好,充放电可逆性最好,掺杂3#导电物质时电化学性能最差。在使用不同的导电溶胶时,发现用3#导电胶作为粘结剂时放电时间最长、电位改变最稳定、放出电量最多。
对于整个电池的研究,我们分别从以上方案中找出性能最优越的电极组合成电池,研究全电池的开路电位、循环伏安、放电性能等电化学性能。得出结论为:高电流沉积制备锌组合成电池的电化学性能比低电流沉积组合成的电池的电化学性能优越,开路电位高,可逆性好,放电时间长。采用3#导电胶合成二氧化锰电极的整电池放电性能最好,放电时间最长。